睡眠剥夺（sleep deprivation,SD）是指在一段时间内由各种原因引起的显著睡眠丧失,包括睡眠质量或数量的减少。随着现代社会生活节奏的加快,工作压力的增加,倒班工作等特殊职业的原因^[1],睡眠剥夺已成为一种普遍的社会现象。长时间的睡眠剥夺易引起机体免疫系统失调、内分泌代谢紊乱、心血管疾病、神经认知功能下降、精神心理等疾病,其高合并症、低生活质量及死亡率的增加均与睡眠障碍有关。因此,与其他医学学科相比,睡眠医学越来越受到人们的关注。创伤性脑损伤（traumatic brain injury,TBI）亦称为脑创伤、颅脑损伤或头部创伤,是指由创伤引起的脑组织损伤,是导致儿童和中青年人群死亡、残疾和精神障碍的主要原因。大多数创伤性脑损伤患者患有创伤后应激障碍（Post-traumatic stress disorder,PTSD）、认知功能障碍和残疾,给家庭和社会带来了巨大的经济负担。Wnt信号通路是一种基本的生长调节途径,其中经典的Wnt/β-catenin信号通路在神经干细胞的增殖、分化、迁移和凋亡中起重要作用。Wnts也是大多数成年哺乳动物组织干细胞的关键驱动因子,从癌症和发育到动物的早期进化,Wnt信号对包括细胞增殖、分化和组织模式在内的发育过程是至关重要的,并且突变的Wnt信号传导途径组分通常导致多种与生长相关的病理性疾病和癌症。自从35年前Wnt家族的第一个成员被首次发现以来,人们对Wnt信号的兴趣一直在稳步上升。大量动物和人类的实验研究表明,海马新生神经元发生（neurogenesis）与认知和焦虑抑郁行为均有密切关系^[2],而睡眠剥夺和创伤性脑损伤后是否影响海马新生神经元的发生,从而导致认知和行为障碍,尚未见相关研究。于是我们设计如下实验,研究睡眠剥夺和脑创伤后导致的认知功能下降行为是否通过Wnt/β-catenin信号通路介导的海马神经元发生参与的机制研究。本研究分为两部分:第一部分:Wnt/β-catenin信号参与睡眠剥夺导致认知功能下降的研究本部分实验通过对健康成年雄性野生型C57BL/6小鼠、多种基因修饰小鼠分别采用改良多平台水环境法制作小鼠睡眠剥夺模型,通过BrdU/DCX免疫荧光双标染色研究海马神经元的发生;采用Wnt信号报告基因Topgal小鼠^[3]观察海马Wnt信号的改变;利用神经干细胞中激活Wnt信号的Nestin/ROSA/EX3小鼠^[4]研究激活Wnt信号对睡眠剥夺小鼠海马神经元发生及认知和感觉运动协调能力的影响;通过高架十字迷宫和旷场实验检测小鼠的焦虑行为;通过转棒实验和Morris水迷宫分别测试小鼠的感觉运动协调能力和空间学习记忆能力。结果发现,与正常小鼠相比,SD 5天处理组小鼠无焦虑样行为,但空间学习记忆能力和感觉运动协调能力均明显降低。BrdU/DCX免疫荧光双标染色显示SD 5天后小鼠海马神经元发生明显减少。β-gal（Wnt信号的报告基因）染色显示SD 5天后小鼠在海马神经干细胞的表达显著降低。在Nestin/ROSA/EX3小鼠激活神经干细胞中的Wnt信号后,可以显著促进海马神经元发生,并改善SD小鼠的空间学习记忆能力和感觉运动协调能力。结论:Wnt/β-catenin信号参与睡眠剥夺引起的小鼠海马神经元发生减弱,激动Wnt信号可改善睡眠剥夺小鼠海马神经元发生及认知与运动功能下降。第二部分:Wnt/β-catenin信号参与创伤性脑损伤导致认知功能下降的研究本部分实验通过对雄性野生型C57BL/6小鼠、Wnt信号报告基因Topgal小鼠分别进行控制性皮层撞击建立控制性皮层撞击脑损伤模型,通过高架十字迷宫、旷场实验检测脑创伤后小鼠的焦虑行为,采用Morris水迷宫测试脑创伤后小鼠的空间学习记忆能力,运用BrdU/DCX免疫荧光双标染色,观察脑创伤后5天后小鼠海马神经元发生变化,利用Topgal小鼠进行控制性皮层撞击脑损伤模型,应用Nestin/β-gal免疫荧光双标染色观察神经干细胞中Wnt信号的改变,对创伤性脑损伤后小鼠给予Wnt/β-catenin信号通路激动剂氯化锂（1ithium chloride,LiCl）治疗后,观察氯化锂对Wnt信号和小鼠空间学习记忆能力的影响。结果发现,与假手术组小鼠相比,CCI 5天后小鼠空间学习记忆能力显著下降,出现明显的焦虑样行为,BrdU/DCX免疫荧光双标染色发现脑创伤5天后小鼠海马神经元发生减少,海马神经干细胞β-gal表达显著降低,给予氯化锂后,β-gal表达显著升高,空间学习记忆能力改善。结论:Wnt/β-catenin信号参与脑创伤引起的小鼠海马神经元发生减弱,氯化锂可改善脑创伤后的Wnt/β-catenin信号及学习记忆功能。